4.3. Алгоритмы плу

В рамках типовых алгоритмов ПЛУ можно отметить следующие алгоритмы:

1. Алгоритмы, обеспечивающие последовательное перемещение рабочего органа (резца, сверла) по заданной траектории.

2. Алгоритмы, обеспечивающие реализацию последовательности технологических операций, сопровождающихся 1)сменой скоростей, 2)изменением направления движения рабочего органа, 3)сменой самого рабочего органа или 4)обрабатываемого объекта.

В качестве примера того рода алгоритмов рассмотрим алгоритм программного управления для сверлильного станка, который должен выполнять циклически повторяющуюся последовательность операций по обработке заготовки. При этом предполагается, что заготовка устанавливается в заданную позицию на рабочем столе и удаляется оттуда манипулятором (см. рис. 4.3.1.).

Рис. 4.3.1. Схема алгоритма программного управления сверлильного станка.

Обозначения:

?1 – Установлено сверло?

?2 – Есть заготовка в рабочей позиции?

?3 – Достигло ли сверло конечной позиции?

?4 – Достигло ли сверло начальной позиции?

?5 – Заготовка удалена?

Т_вв1, Т_вв2 – Технологические задержки.

w – Число оборотов сверла (шпинделя).

V – Скорость подачи сверла (шпинделя).

4.4 Алгоритмы цифрового двухпозиционного регулирования

Эти алгоритмы являются реализацией релейных законов регулирования и широко используются для объектов, параметры которых могут варьироваться в достаточно широких пределах (3  7%).

Преимущества таких регуляторов:

• сравнительная простота;

• дешевизна регулятора и исполнительного устройства, с помощью которого реализуется управляющее воздействие на объект.

Рассмотрим схематично объект с таким регулятором.

Рис.4.4.1. Схема аппаратных средств системы двухпозиционного регулирования (температуры объекта).

Рис. 4.4.2. Графики зависимости Т и Т_окр от времени.

Пусть объект таков, что математическая модель, описывающая процессы в нем может быть представлена дифференциальным уравнением первого порядка с постоянными коэффициентами.

,

где Т – температура объекта,

I – ток в нагревательном элементе,

а₁—постоянная времени объекта.

k—статический коэффициент передачи.

Функцией регулятора является выполнение следующих действий:

• если Т объекта меньше Тн, то ИУ надо включить (т.е. подать ток I в нагревательный элемент),

• если Т объекта больше Тв, то надо ИУ выключить, т.е. обесточить нагревательный элемент.

При включении регулятора, если температура окружающей среды равна температуре объекта, то процесс нагрева объекта Т_нагр.1 описывается уравнением (если I=const):

Процесс остывания, который начинается при Т=Т_в и в момент размыкания ИУ, может быть описан таким уравнением:

Процесс нагрева на последующих участках:

В случае использования цифровых средств обработки информации в АИУС нужно разработать алгоритмы двухпозиционного регулирования. А в соответствии с ними должны быть разработаны программы, обеспечивающие двухпозиционное регулирование параметров объекта.

Рассмотрим такой алгоритм для n контуров. При этом предполагается, что значения n, Y_нi, Y_вi — регламентные пределы, k_i — коэффициенты пересчета показания датчика в значение технологического параметра (записаны в память компьютера). Кроме того, известны подпрограммы пересчета номера контура i в адрес датчика АД_i и подпрограмма пересчета номера контура i в адрес исполнительного устройства – АИУi.

i → АД_i

i → АИУ_i

Тогда алгоритм имеет вид:

Рис. 4.4.3. Схема алгоритма обеспечивающая двухпозиционное регулирование параметров объекта.